Обзор импульсных устройств на негатронах

February 25, 2012 by admin Комментировать »

Вскоре после появления биполярных и полевых транзисторов было создано множество полупроводниковых приборов с S- и N-образными вольт-амперными характеристиками (ВАХ), имеющими участки с отрицательным дифференциальным сопротивлением или отрицательной проводимостью. Их называют негатронами [20]. Негатроны принципиально и прекрасно приспособлены для построения релаксационных генераторов.

В 60-х и даже 70-х годах прошлого столетия на эти приборы возлагались большие надежды. Было показано, что при простоте схемных решений негатроны способны выполнять любые функции электронных устройств [19-24]: линейное и нелинейное усиление и смешение сигналов, генерацию синусоидальных и импульсных сигналов, реализацию функций триггерных (двухстабильных) устройств и т. д.

Первым массовым и самым известным типом негатронов стали низковольтные туннельные диоды. Из-за очень низких рабочих напряжений и отсутствия управляемости их N-образной ВАХ ныне эти приборы в импульсной технике практически не применяются. Разве что, иногда они используются в высокочастотных пороговых устройствах и в некоторых уникальных (скорее, даже экзотических) разработках. К примеру, они используются в генераторах перепадов напряжения (от 0,2 до 0,4 В) с длительностью 50—70 пс в блокахЯ4С-89 стробоскопических осциллографов Cl-91/4, С1-122/4, С1-122/13 и др.

Затем были созданы приборы с S-образной ВАХ — динисторы, тиристоры и одно- переходные транзисторы (ОПТ) и программируемые однопереходные транзисторы. Динисторы и тиристоры, в основном, выпускаются как мощные приборы и широко используются в современных энергетических устройствах для преобразования электрической энергии, хотя и испытывают сильную конкуренцию со стороны мощных биполярных и полевых транзисторов и приборов IGBT (биполярные транзисторы с полевым управлением). Импульсные устройства общего назначения на динисторах и тиристорах, хотя и были созданы, широкого применения не получили прежде всего из-за низкого быстродействия (частоты редко доходят до десятков кГц) и малой области токов, в пределах которой формируется падающий участок S-образной ВАХ.

В импульсных устройствах широкого назначения больше повезло однопереходным транзисторам и их транзисторным аналогам [22-24, 71]. На основе последних были разработаны и программируемые однопереходные транзисторы (название неточное, поскольку реально в структуре таких приборов три р-п-перехода). Имея на порядок более высокое быстродействие, чем тиристоры, и более широкий диапазон токов в области падающего участка S-образной ВАХ, эти приборы заняли прочные позиции на рынке простых релаксационных устройств. Лямбда-диоды и лямбда-транзисторы и их аналоги также показали себя достаточно интересными и полезными приборами, но из стадии экзотических применений так и не вышли.

Весьма интересна и поучительна судьба поистине уникальных приборов — лавинных транзисторов [25-69, 72, 73]. Эти приборы не только сочетают возможности обычных транзисторов с возможностями негатронов с S- и N-образными управляемыми ВАХ, но и теоретически и даже практически сочетают предельно большие рабочие напряжения и токи с предельно малым временем включения. Применение лавинных транзисторов нередко позволяет резко упростить импульсные схемы и получить от них уникальные параметры импульсов.

На самом деле структура специальных лавинных транзисторов ничем не отличается от структуры обычных биполярных транзисторов. Просто при работе таких приборов используется умножение носителей в коллекторном переходе при больших напряжениях на нем. На протяжении уже десятков лет лавинные транзисторы применяются для построения импульсных устройств высокого быстродействия и с большими импульсными токами и напряжениями. Особенности этих приборов мы рассмотрим ниже отдельно в связи с заметным возрастанием интереса к этим приборам в последние годы. Но вначале кратко опишем схемы на однопереходных транзисторах.

Источник: Дьяконов В. П.  Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты